Spring 5 e Reactive programming parte 1

Antes que você continue a ler este post, preciso deixar um aviso, ainda estou formando a minha opinião sobre o real uso do conceito da programação reativa em nosso contexto de trabalho. Por mais que eu ache super importante saber as teorias, pelo menos para mim, elas não são tão relevantes se eu não consigo encaixar no meu dia a dia. Caso eu escreva alguma coisa que você não concorde, ficarei mais do que feliz de debater na parte dos comentários :).

Dada a condição que eu gosto de tentar aplicar as teorias nos projetos que eu participo, vamos pegar um exemplo real aqui. No meu tempo extra, tenho pego alguns projetos com Rasa, inclusive já mencionei ele num post anterior, e um desses projetos é um site que centraliza a venda de outros produtos.  Basicamente, no fluxo final da compra do usuário os seguintes passos são executados:

  1. Gravo um objeto que representa a compra do usuário no banco
  2. Faço uma requisição HTTP para o sistema do produto sendo comprado, avisando do novo usuário
  3. Mando um email para o usuário informando os dados de acesso para o produto que foi adquirido

Abaixo segue um exemplo de código invocado dentro do controller:

	@RequestMapping(value = "/confirma/{idCompra}")
	public String callbackPagseguro(
			@PathVariable("idCompra") String idCompra,
			@RequestParam("code") String notificationCode,
			HttpServletRequest request) {
		
		Compra compra = tentaAcharACompraPeloIdCustomizado(idCompra);
		
		customEnv.indicaAmbientePagSeguro();

		RespostaNotificacaoAssinatura resposta = customEnv.
			getRespostaNotificacaoTransacao(notificationCode);
		
		finalizaPagamento.finaliza(compra,resposta);
		

		return "redirect:/pagseguro/fim/"+compra.getTransacaoId();
	}

E aqui temos o nosso ponto a ser resolvido. Até a invocação do método no controller, o Spring tem o controle sobre tudo. Não precisamos nem ficar imaginando o que acontece lá dentro, mas sabemos que entre chegar um request no Servlet do Spring MVC e ele invocar o método correto no seu controller, muita coisa pode acontecer, seguem alguns passos.

  1. Descoberta do classe/método que deve ser invocado
  2. Conversão de parâmetros do request para os tipos esperados pelos parâmetros
  3. Execução da validação da entrada dos dados convertidos

Depois que seu método é invocado, ele ainda tem trabalho a fazer.

  1. Caso você não use o @ResponseBody, ele vai te jogar para a view em questão
  2. Caso você use o @ResponseBody no método, ele vai pegar o retorno e serializar, usando alguma biblioteca em questão, como o Jackson.

Todos esses passos são implementados do jeito que ele quiser. Atualmente a maioria deles, pelo menos eu acho, ocorre de forma serial. Tudo é executado em apenas um core do seu servidor, mesmo que ele tenha 4, 8 ou 16 núcleos. Além disso, tudo também é implementado de forma síncrona, com um passo sempre esperando o outro, antes do fluxo evoluir.

Essa vai ser uma das grandes mudanças na próxima versão do framework! Todo o core vai ser remodelado para que o framework possa tirar proveito da super infraestrutura provida pelos servidores. Execução de código em paralelo(já provido pelos parallel streams no Java 8), assíncrono, lazy etc. A ideia é que consigamos escalar o máximo nossa app dentro de uma máquina só!

Só que para sua aplicação tirar realmente proveito desse modelo, a ideia é que ela também seja escrita seguindo a mesma ideia. Para dar suporte a tudo isso, é que um dos alicerces da próxima versão do Spring vai ser o Project Reactor. Ele traz implementado as ideias de Reactive Programming e você vai ter que gastar um tempo para aprender, se quiser embarcar na aventura :P.

Agora eu vou tentar resumir ao máximo o princípio. A ideia é que tudo seja baseado em eventos, basicamente uma implementação de um Observer. Quem já conhece o pattern, talvez fique um pouco mais confortável. Vamos pegar o mesmo fluxo que tinha escrito lá em cima e fazer usando o novo modelo.

	@RequestMapping(value = "/confirma/{idCompra}")
	public Mono<ModelAndView> callBackPagseguro(@PathVariable("idCompra") 
			String idCompra,
			@RequestParam("code") String notificationCode, 
			HttpServletRequest request) {

		Mono<Compra> eventoBuscaCompra = 
			tentaAcharACompraPeloIdCustomizado(idCompra);
		
			
		Mono<Mono<NotificacaoLiberacao>> eventoNotificaLiberacao = 
			eventoBuscaCompra.map(c -> {
				customEnv.indicaAmbientePagSeguro();
				RespostaNotificacaoAssinatura resposta = customEnv
						.getRespostaNotificacaoTransacao(notificationCode);
				return finalizaPagamento.finaliza(c, resposta);
		});
		
		
		Mono<ModelAndView> eventoGeracaoModelAndView = eventoNotificaLiberacao.
			map(notificacao -> {
				return new ModelAndView("redirect:/pagseguro/fim/");			 
			});

		return eventoGeracaoModelAndView;
	}

Antes de entrar no detalhe da implementação, o que precisamos entender é o seguinte: quando o Spring MVC chamar nosso método, ainda não vamos executar nenhuma chamada para o banco de dados, nem para o outro sistema e muito menos mandar um email. Simplesmente criamos um fluxo de eventos que devem ser executadas nessa ordem e gerar o resultado esperado.

E quem vai executar? Esse é o pulo do gato, o framework! Sei lá se ele vai executar de maneira serial, paralela, síncrona ou assíncrona. Aqui você pode pensar do mesmo jeito que já pensamos em relação a chamada do Garbage Collector. Deixamos a JVM invocar ele, porque ela sabe qual é o melhor momento! Na apresentação do Spring One(instante 21:26) é comentado justamente isso, Reactive Programming não significa, necessariamente, executar tudo de maneira assíncrona, mesmo que o manifesto até passe essa ideia.

Para fechar, vamos olhar de novo o código para tentar entender como que isso foi implementado.

	@RequestMapping(value = "/confirma/{idCompra}")
	public Mono<ModelAndView> callBackPagseguro(@PathVariable("idCompra") 
			String idCompra,
			@RequestParam("code") String notificationCode, 
			HttpServletRequest request) {

		Mono<Compra> eventoBuscaCompra = 
			tentaAcharACompraPeloIdCustomizado(idCompra);
		
			
		Mono<Mono<NotificacaoLiberacao>> eventoNotificaLiberacao = 
			eventoBuscaCompra.map(c -> {
				customEnv.indicaAmbientePagSeguro();
				RespostaNotificacaoAssinatura resposta = customEnv
						.getRespostaNotificacaoTransacao(notificationCode);
				return finalizaPagamento.finaliza(c, resposta);
		});
		
		
		Mono<ModelAndView> eventoGeracaoModelAndView = eventoNotificaLiberacao.
			map(notificacao -> {
				return new ModelAndView("redirect:/pagseguro/fim/");			 
			});

		return eventoGeracaoModelAndView;
	}

Olhando com atenção, você vai perceber que o nome das minhas variáveis sempre tem a palavra evento. Como eu tinha dito, essa é a ideia. Precisamos criar vários eventos que, em algum momento do tratamento da requisição, vão ser executados. A classe Mono, representa a idea de um evento que gera(emite) apenas uma saída.

	public abstract class Mono<T> implements Publisher<T>,Backpressurable, 
	Introspectable,Completable {

	...

	}

Dentre as várias interfaces que ela implementa, está a Publisher<T>. Ela indica que determinado objeto é um produtor de eventos(sinais). Essa é uma das interfaces principais da especificação Reactor Streams. A ideia é que o tempo inteiro você esteja criando produtores de eventos. Aqui podemos dar um zoom em outro pedaço de código específico:

		Mono<Mono<NotificacaoLiberacao>> eventoNotificaLiberacao = 
			eventoBuscaCompra.map(c -> {
				customEnv.indicaAmbientePagSeguro();
				RespostaNotificacaoAssinatura resposta = customEnv
						.getRespostaNotificacaoTransacao(notificationCode);
				return finalizaPagamento.finaliza(c, resposta);
		});

Usamos o método map, tipicamente usado, nas aplicações tradicionais, para transformar coleções de um tipo para coleções de outro tipo. Só que pensando pelo lado funcional da coisa, a ideia é que o map seja uma função que recebe uma entrada X e retorna uma saída Y. No caso aqui vamos transformar um evento que gera uma compra em um evento de evento(Mono<Mono<…) que gera uma NotificacaoLiberacao.  Evento de evento? É o que? Quando temos uma sequência de produtores de eventos, dizemos que temos uma Flux! Para obter o Flux, podemos usar o flatMap :).

	Flux<NotificacaoLiberacao> eventosQueVaoGerarUmaNotificaco = 
		eventoBuscaCompra.flatMap(c -> {
			RespostaNotificacaoAssinatura resposta = customEnv
					.getRespostaNotificacaoTransacao(notificationCode);
			return finalizaPagamento.finaliza(c, resposta);
	});
	
	
	Flux<ModelAndView> eventosQueVaoGerarOModelAndView = 
		eventosQueVaoGerarUmaNotificaco.map(notificacao -> {
			return new ModelAndView("redirect:/pagseguro/fim/");			 
	});

Um outro exemplo de geração de Flux, que vai ficar para o próximo post, é quando você quiser retornar uma lista de objetos do seu DAO :).

Nesse ponto você pode estar pensando, já tem o produtor do evento, mas cadê o consumidor!? O seu pensamento não podia estar mais certo.

	Flux<ModelAndView> eventosQueVaoGerarOModelAndView = 
		eventosQueVaoGerarUmaNotificaco.map(notificacao -> {
			return new ModelAndView("redirect:/pagseguro/fim/");			 
	});
	
	ConsumerSubscriber<ModelAndView> consumer = 
		new ConsumerSubscriber<ModelAndView>();
	eventosQueVaoGerarOModelAndView.subscribe(consumer);

A classe ConsumerSubscriber é apenas uma das zilhares de implementações da interface Subscriber. Você pode associar quantos consumidores quiser, a um produtor de evento, exatamente do mesmo jeito que o Observer nos ensina. Inclusive o ConsumerSubscriber, possui um construtor para você passar os callbacks de tratamento dos eventos.

	public ConsumerSubscriber(Consumer<? super T> consumer,
			Consumer<? super Throwable> errorConsumer,
			Runnable completeConsumer) {
		this.consumer = consumer;
		this.errorConsumer = errorConsumer;
		this.completeConsumer = completeConsumer;
	}

Só que fique atento. Em geral, quando você tiver dentro do Spring 5, você não vai criar os subscribers, já que isso será trabalho do framework. Do mesmo jeito que hoje não é você que injeta as dependências nos seus objetos, e sim o container. Para fechar as interfaces importantes, quando você liga um interessado no evento(Subscriber) em um gerador de eventos(Publisher) você cria a chamada Subscription. 

Este post foi para tentar passar a ideia do novo modelo que muitos de nós teremos que lidar. Como disse no inicio, o meu entendimento ainda está em construção, o uso exagerado do método map até indica isso :).  Para facilitar o seu estudo, segue alguns links que eu usei.

  1. http://www.reactivemanifesto.org/
  2. https://www.youtube.com/watch?v=fec9nEIybp0&list=PLgGXSWYM2FpPuIFvbv6U_5cKLJB6PQbN4&index=35
  3. https://github.com/spring-projects/spring-reactive
  4. http://projectreactor.io/core/docs/reference/
  5. http://spring.io/blog/2016/02/09/reactive-spring
  6. https://github.com/reactor/lite-rx-api-hands-on

Nos próximos posts, eu vou tentar dar um zoom em outras partes do Project Reactor, além de associar com os casos de uso do nosso dia a dia. Apenas para fim de estudo, também criei um projeto no github que tenta demonstrar esse modelo de programação.

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6 thoughts on “Spring 5 e Reactive programming parte 1

  1. Muito bom o post, Alberto.

    Eu só li sobre reactive programming, nada além disso. Não pratiquei nem brinquei com nenhum framework até este momento. Então comparado a você, sou 100% teoria!

    Contudo, vejo uma grande vantagem dessa abordagem quando trabalhamos com integração de sistemas (hoje mais comum com a moda microservices), ou seja, nossa API (fachada/controller) receberia a requisição inicial e dispararia eventos em paralelo para os demais serviços e o container se preocuparia em agrupar as respostas das chamadas para só então, no final de tudo, retornar pra fachada. No final das contas, pro cliente final, tudo parece sincrono, embora por debaixo dos panos a execução ocorreu totalmente assincrona orientada a eventos.

    Faz sentido o que eu disse?

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    • Acho que faz bastante! No próprio exemplo que eles citam no post deles, os métodos dos controllers estão preparados para responderem json ou xml, bem o cenário de integração mesmo! O Netflix usa muito o tal do RXJava, que implementa as mesmas ideias, e eles focam nesse caso de uso que você citou!

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  2. Muito bom o post. Parabéns, Alberto!

    Legal que o Spring está movendo na direção certa tornando o framework assíncrono.

    Mas tem uma coisa importante: não adianta a camada web se assíncrona se o resto não for. Eles já tem alguma API integrar com banco de dados de maneira assíncrona? E pra executar requests HTTP, eles tem algo pronto pro Spring 5?

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    • Opa Chico,

      Em relação ao banco tudo vai parar nos drivers e, os que seguem a spec jdbc, não assíncronos :(. A sacada vai ser os métodos do dao retornarem Mono ou Flux e deixar para o framework consumir o evento que vai disparar a query no banco. O mais legal seria usar drivers assíncronos, mas aí perdemos a integração com Hibernate e afins, preço que em geral não estamos dispostos a pagar.

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